【電子工作】オープンコレクタってなに？

今回はオープンコレクタについての解説です。
この接続をすれば電源を別電圧のものが使えるのでノイズ等の対策で
電源を切り離す場合にも使えますね
PNPバージョンのものは自分もよく知らないので分かる方が
いらっしゃれば教えていただきたいです m（_ _）m

[@-EDiy]

0:08・・・NPN型の場合の説明 6:13・・・PNP型の場合の説明

[@UU-pi5yv]

1:08

[@shj-games3582]

デジタルトランジスターはオープンコレクターですね。PNP型のデジタルトランジスターのコレクター同士を接続してプルダウン抵抗器を付ければワイヤードOR接続になり、全体でNANDになります。プルダウン抵抗器では無くてNPN型のデジタルトランジスターを繋げるとANDになります。所が、これをPNP型のデジタルトランジスターにしようと思うと、プルダウン抵抗器を外せません。全ての型を真逆にすると、ワイヤードAND接続になります。

[@vu1tton.451]

14:05約0Vというのはコレクターエミッタ間に電圧が発生するからでしょうか？

[@-EDiy]

そうですね。 飽和電圧というのがわずかに発生します。 これは使うトランジスターや流れている電流によって少し変わってきます。

[@buffalomasa]

PNP型のオープンコレクタの場合、+側が共通というより+側がGNDと考えて、全ての電位をマイナスと考えればいいのではないでしょうか？　そうすれば負荷側の電位は単純に-12Vですっきりするように思います。

[@-EDiy]

その方法も考えてみたんですが、先のNPN型の解説とあわせた方が初心者の方は 分かりやすいかな？と思ったんですが、まさやんさんが言われる通り”-12V”を 書いている方が分かりやすいかもしれないですね。

[@sankakumusubi]

オープンコレクターの考え方は恥ずかしながら知りませんでした。タイマーIC555の中にあるトランジスターもオープンコレクターですね。大変勉強になりました。

[@-EDiy]

オープンコレクタ出力のICは多いので、解説してみました。 まだPNP型の方は良く分かっていませんけどw

[@sankakumusubi]

ちなみになのですが、下記の画像のR3やR4の抵抗値を変えると、＋3Vや-9Vが作れると思います。参考になればですが・・・ up-img.net/img.php?mode=png&id=6317

[@user-45gxdf0tx4]

5:20 初歩的な質問で恐縮ですが、GND共通にすることで、12vが3v側の電源に流れて3v電源が壊れるってことにはならないんですか? (キルヒホッフ第二でならない的な話を耳にしたけどそーゆーことなんですかね?)

[@-EDiy]

12Vの電圧ラインが直接3V側の回路につながっている場合はコメントされた通り 回路の組み方によっては3V電源へ逆流して壊れることもあります。 動画の回路では12Vの電圧ラインがトランジスタのコレクタCへ繋がっているので、 3V側の回路には流れていきませんので大丈夫です。 （ベースとコレクタの間にも逆向きのダイオードが実はあります） なので、12Vから流れる電流は12V側（右側）の0V（GND）へ戻っていきます。

[@26c62626yamashita]

無理しないで、　がんばってほしいです。

[@-EDiy]

心遣いありがとうございます！ ほどほどに頑張ります！！

[@murasyo]

新しいスタイルですね、これからも楽しみにしてます！

[@-EDiy]

まだ慣れないので下手くそな解説ですが よろしくお願いします！

[@こーすけ-g7w]

少しずつ回路の勉強をしていこうと思っている者です。 13:47 ここから先なのですが、Cが切れている状態のときに出力が5[V]になる理由がちょっとわかりません。 GNDにつながっていないので、電位差がなし=元の電圧(=5[V])ということなのでしょうか。

[@-EDiy]

この回路図の描き方だと+側電源(5V)と-側電源(GND)がつながっていないように見てますが、 実際は5V電源を介してつながっています。（乾電池で想像するとわかりやすいかも？） なので出力が本当に5Vでているか確認する場合は、テスターのマイナス端子をGNDへ、 プラス端子を出力につなげば5V出ていることが確認できると思います。 ただし、5Vの電圧は取り出せても、プルアップ抵抗がいるので、電流はあまり取り出せません。（これを出力インピーダンスが高い　と表現します）

[@ASP48BKK]

私、電気のド素人なのに電子回路に関わる案件に関わってしまってます。ドライ接点とウェット接点という話が出てきて、ググって調べてなんとなく理解した感じです。オープンコレクタのトランジスタの部分は、電圧が印加されるから「ウェット接点」に該当するのでしょうか。

[@-EDiy]

0:01の回路について、トランジスタ部分をスイッチと考えると、 この後、コレクタ(C)に負荷と電源（Vcc）を接続しますが、その接続方法によって ドライとウェットが変わってきます。 ※ただし0:01の回路だけでスイッチ部分が完成しているとすれば、 これは「ドライ」になります。 例えば動画中の3V電源をそのまま負荷に接続した場合は回路全体の電源は１つで、 この場合「ウェット」になると思います。 逆にもう１つ別電源をつけて負荷を駆動する場合、 「制御回路とトランジスタによるスイッチ」と「負荷＋別電源」で分けられて、 この場合「ドライ」になると思います。 自分もあまりこの違いについては詳しくありませんが、ユーチューブ上でも いろいろ解説されているので、参考にしてみてはどうでしょうか。

[@ASP48BKK]

@@-EDiy ありがとうございます。良く分かりませんｗ　ある機械から入力をもらってる古いＰＣのデジタルI/Oボードを置き換える案件があって、その機械の情報が全く手に入らないという状況でして、I/Oボードの方は仕様書があるのでそれを読めば、その機械からの入力が無電圧接点なのかどうなのかが割り出せるのかも、と思ってこの動画にたどり着いた次第です。

[@-EDiy]

@@ASP48BKK 情報が足りないものを解析していくのは大変ですね。今回は自分の知識ではあまりお力になれませんが、電子工作で何かご不明なことがあればコメント頂ければお答えできるかもしれません。 頑張ってください！

[@まどろみ空間]

10kの抵抗は直接ｅｂ間に入れる方がいいでよ　オン閾値が制御しやすくなります

[@-EDiy]

ありがとうございます！ 自分もON,OFF速度を重視する場合はそうしています。 今回は例えばエネループ１本（1.2V）の低電圧電源でも ベースBへ電流が流せて負荷を駆動できるようにあえてこの構成にしてみました。 いろいろなサイトなどではコメント頂いた回路を多く見かけます。

[@ebay-ie6cn]

オープンコレクタの動画いいですね。初めて学ぶ時、つまづく所だと思います。 コンパレータ回路で使われているのは知らなかったので勉強になりました。

[@-EDiy]

コンパレータ回路は使用用途が多いのでいろんな人が違う電圧で駆動する場合も 考慮してオープンコレクタになっているんだと思います。

[@ebay-ie6cn]

@@-EDiy オープンコレクタの知識が深まりました。 ありがとうございます。

[@semimin2]

ベースにパルスで電気流した時その周波数、デューティ比によって取り出せる出力は変えられるんでしょうか

[@-EDiy]

はい。ベース電流をPWMで制御をすれば 別電源の出力の場合でも可変させられます。

[@motohisamoriya2136]

オープンコレクタを使用した代表例は、実は、身近にあります。最もわかりやすい例はPS/2のマウス、キーボードですね。コレクタがオープンの為、出力同士をつなげても破壊しません。勿論、定格以上の電圧や電流を流せば、壊れますが。PNPのオープンコレクタは確かに使用例は少ないです。昔EPROM(紫外線消去型ROM)はプログラム電圧が、25Vや21Vといろいろあり、規定電圧にする場合に使用しましたね。PNPのベースを、NPNのエミッタに接続して電圧変更を行いました。ですので、説明は間違いはありませんよ。

[@-EDiy]

よかったです！ 勉強になりました！

[@ぜんまいチャンネル]

5:58さりげなく描いたダイオードの役割がわからんww

[@-EDiy]

モータのコイルの特性として電流が流れている時に磁力を帯びます。 そしてモーターに流す電流を突然止めると、その磁力を電流として放出 しようとしますが、その時トランジスタはOFFになっているので、電流の 行き場がありません。その代わり高い電圧としてトランジスタのコレクタC に現れます。これによってトランジスタが壊れてしまうことがあるので、 このようにダイオードを接続すると、ダイオードとモーターで電流が ぐるぐる回るので、そこで磁力を電流として放出させてトランジスタを 保護する役割があります。 詳しくは「なかしーの電子工作部」さんが動画にされているので、参考に されたら良いかと思います。↓ kzbin.info/www/bejne/b5bRoIKciLOigM0

[@まんまるまくる]

@@-EDiy モーターの場合、慣性回転中モーターの起電力対策で、トランジスタのEC間にもダイオードが必要かと

[@-EDiy]

@@まんまるまくる CE間につけるダイオードもあるんですね。 知りませんでした。 MOS-FETの内部回路のDS間に等価的にダイオードがあるのは知っていましたが… やっぱりCE間のダイオードがないとトランジスタに悪いのでしょうか？

[@まんまるまくる]

@@-EDiy 私は、電動フォークリフトの整備の仕事なのですが、走行用、油圧用、パワステ用、各モーターのトランジスタに別途EC間にダイオードがついています。設計者ではないので詳しい事はわかりませんが、ダイオードが壊れてオープンになると、しばらくしてトランジスタが反応が悪くなり、動かなくなります。ダイオードがショート状態に壊れる時は、メインヒューズが飛びます

[@-EDiy]

@@まんまるまくる それならもしかしたら何らかの高電圧によるトランジスタ（CE間）の破壊を防ぐために、ツェナーダイオードを並列に挿入して、ある一定の電圧以上かかるとツェナーダイオードに電流をどっと流してトランジスタを保護する役割かもしれませんね。

[@mouseminer2978]

Your videos are super. Please add English subtitles. Thanks

[@-EDiy]

Thank you! 　です

[@kayjay314p]

PNPとNPNではアナデジ太郎さんのサイトでは地絡への安全特性に違いがあるそうです。

[@-EDiy]

ありがとうございます！ 勉強になります。

[@makmak0426]

👍 英語お願いしますw